STUDI PENGARUH LAMA PEMOMPAAN AIR TANAH TERHADAP …

STUDI PENGARUH LAMA PEMOMPAAN AIR TANAH TERHADAP

PENURUNAN MUKA AIR TANAH

( UJI MODEL LABORATORIUM)

Oleh:

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNWERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR

ABDULLAH

105 81 01218 10

MUHAMMAD SAHIR

105 81 01377 10

x

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT,

karena rahmat dan hidayah-Nyalah sehingga penulis dapat menyusun

skripsi ini, dan dapat kami selesaikan dengan baik.

Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu persyaratan akademik

yang harus ditempuh dalam rangka menyelesaikan Program Studi pada

Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah

Makassar. Adapun Judul tugas akhir kami adalah: STUDI PENGARUH

LAMA PEMOMPAAN AIR TANAH TERHADAP PENURUNAN

MUKA AIR TANAH ( UJI MODEL LABORATORIUM )

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa di dalam penulisan seminar

tugas akhir ini masih terdapat kekurangan-kekurangan, hal ini disebabkan

penulis sebagai manusia biasa tidak lepas dari kesalahan dan kekurangan

baik itu dari segi teknis penulisan maupun dari perhitungan-perhitungan.

Oleh karena itu penulis menerima dengan ikhlas dan senang hati segala

koreksi serta perbaikan guna penyempurnaan tulisan ini agar kelak dapat

lebih bermanfaat.

Skripsi ini terwujud berkat adanya bantuan, arahan, dan bimbingan

dari berbagai pihak. Oleh karena itu dengan segala ketulusan dan

x

kerendahan hati, kami mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang

setinggi-tingginya kepada:

1. Bapak Dr. Irwan Akib, Mpd. sebagai Rektor Universitas

Muhammadiyah Makassar.

2. Bapak Hamzah Al Imran, S.T., M.T. sebagai Dekan Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Makassar.

3. Bapak Muh. Syafaat S. Kuba, S.T. sebagai Ketua Jurusan Sipil

Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.

4. Ibu DR. Ir. Hj. Fenty Daud S., MT selaku Pembimbing I dan Ibu

Ir. Hj. Nurnawaty, ST., MT. selaku pembimbing II, yang telah

banyak meluangkan waktu, memberikan bimbingan dan pengarahan

sehingga terwujudnya tugas akhir penelitian ini.

5. Bapak dan Ibu dosen serta staf pegawai pada Fakultas Teknik atas

segala waktunya telah mendidik dan melayani penulis selama

mengikuti proses belajar mengajar di Universitas Muhammadiyah

Makassar.

6. Ayahanda, Ibunda dan Saudara-saudara yang tercinta, penulis

mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya atas segala limpahan

kasih sayang, do’a, dorongan dan pengorbanannya.

7. Rekan-rekan mahasiswa Fakultas Teknik, terkhusus Saudaraku

Angkatan 2010 yang dengan keakraban dan persaudaraannya banyak

membantu dalam menyelesaikan skripsi ini.

x

Semoga semua pihak tersebut di atas mendapat pahala yang berlipat

ganda di sisi Allah SWT dan skripsi yang sederhana ini dapat bermanfaat

bagi penulis, rekan-rekan, masyarakat serta bangsa dan negara. Amin.

Makassar, 25 Mei 2015

Penulis

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ........................................................................ i

HALAMAN PERSETUJUAN ........................................................ ii

KATA PENGANTAR ..................................................................... iii

DAFTAR ISI .................................................................................... vi

DAFTAR TABEL ............................................................................ x

DAFTAR GAMBAR ........................................................................ xi

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang ............................................................. 1

B. Rumusan Masalah ........................................................ 2

C. Tujuan Penelitian ......................................................... 2

D. Manfaat Penelitian ........................................................ 3

E. Batasan Masalah .......................................................... 3

v

x

F. Sistematika Penulisan ................................................... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

A. Siklus Hidrologi ........................................................... 5

1. Pengertian Siklus Hidrologi ..................................... 5

2. Evaporasi, Transpirasi dan Evapotraspirasi ............... 7

3. Infiltrasi dan Perkolasi ............................................. 8

B. Air Tanah ..................................................................... 10

1. Pengertian Air Tanah ............................................... 10

2. Asal Usul Air Tanah ............................................... 11

3. Pembentukan Air Tanah ......................................... 12

4. Wadah Air Tanah .................................................... 14

5. Pengaliran dan Imbuhan Air Tanah ......................... 15

6. Mutu Air Tanah ....................................................... 16

7. Pergerakan Air TAnah ............................................. 16

8. Muka Air TAnah ..................................................... 17

C. Akuifer ......................................................................... 18

1. Pengertian Umum ................................................... 18

2. Jenis – jenis Akuifer ................................................ 20

D. Tanah ......................................................................... 24

1. Jenis-jenis Tanah ..................................................... 24

2. Penurunan permukaan Tanah .................................. 25

3. Teori Dasar Penurunan Muka Tanah ........................ 25

4. Faktor Penyebab Terjadinya Penurunan M.Tanah .... 26

5. Dampak dari Penurunan Muka Tanah ..................... 30

x

6. Upaya Mengurangi Penurunan Tanah ..................... 30

7. Menanggulangi Penurunan Muka Tanah .................. 33

E. Pompa ......................................................................... 33

1. Pengertian Pompa ................................................... 33

2. Uji Pemompaan ....................................................... 34

3. Tahap Pelaksanaan Uji Pemompaan ........................ 34

4. Transmisibilitas ....................................................... 35

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

A. Metode Penelitian ......................................................... 37

B. Tempat Penelitian .......................................................... 37

C. Waktu Penelitian ........................................................... 37

D. Bahan dan Alat ............................................................. 37

E. Prosedur Penelitian ....................................................... 38

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Volume Pemompaan ............................................. 43

B. Hasil Pengamatan Muka Air Tanah ................................. 46

C. Pembahasan.................................................................... 52

BAB V. PENUTUP

A. Kesimpulan .................................................................... 56

B. Saran ……………………… ........................................ 57

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

x

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data Volume Pemompaan 43

Tabel 4.2 Data Debit Pemompaan 45

Tabel 4.3 Perubahanahan Muka Air Tanah Pada Kedalaman Pompa 20

cm

46


cm

47


cm

48


cm

49


cm

50


cm

51

Tabel 4.9 Perubahanahan Muka Air Tanah Rata-rata Persatuan Waktu 52

Tabel 4.10 Perubahanahan Muka Air Tanah Pada Tiap Kedalaman 54

x

Pompa

Tabel 4.11 Peehitungan Transmisibilitas dan Kapasitas Tampungan 55

iv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Siklus Hidrologi 7

Gambar 2.2 Proses Infiltrasi 9

Gambar 2.3 Lapisan Air Tanah 11

Gambar 2.4 Ilustrasi Akuifer Menurut Kruseman dan deRieder, 1994 23

Gambar 2.4 Cara Garis Lurus Jacob 36

Gambar 3.1 Ilustrasi Pemompaan Air Tanah 40

Gambar 3.2 Diagram Alir Prosedur Penelitian 42

Gambar 3.3 Tabel Isian Data Uji Pemompaan Air Tanah 43

Gambar 4 1 Grafik Perbandingan Volume Kedalaman dan Waktu 44

Gambar 4 2 Grafik Perbandingan Debit Kedalaman dan Waktu 45

Gambar 4 3 Grafik Perubahan Muka Tanah Kedalaman Pompa 20 cm 46






Gambar 4 9 Grafik Perbandingan penurunan Muka Air Tanah Terhadap

Waktu

53

Gambar 4 10 Grafik Perbandingan penurunan Muka Air Tanah Terhadap

kedalaman pompa

54

BAB I

iv

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Air merupakan kebutuhan pokok bagi kehidupan sehari-hari,

baik sebagai air minum, Industri dan untuk irigasi .Perkembangan

jumlah penduduk yang semakin meningkat serta peningkatan taraf

hidup yang semakin baik, mendorong pemenuhan kebutuhan akan air

juga semakin meningkat.

Untuk memenuhi kebutuhan masyarakat akan air, salah satunya

dengan pemamfaatan air tanah dengan cara pengambilan air tanah

menggunakan sumur pompa. Pengambilan air tanah secara berlebihan

karena banyaknya sumur pompa pada suatu daerah atau kawasan dapat

mengakibatkan penurunan muka air tanah, yang menjadi salah satu

faktor mempercepat penurunan permukaan tanah yang tingkat

kekerasannya masih rendah.

Salah satu penyelesaian dalam mencegah penurunan muka air

tanah akibat pengambilan air secara berlebihan adalah dengan

mengetahui kandungan atau kapasitas tampungan air tanah di lokasi

sumur tersebut, dengan demikian dapat kita ketahui jumlah maksimal

debit air yang dapat dipompa dan jumlah sebaran sumur pompa pada

suatu daerah, sehingga ada pembatasan mengenai pembangunan sumur

1

iv

pompa pada daerah tersebut dengan demikian mengurangi penggunaan

air tanah secara berlebihan.

Dengan memperoleh gambaran umum tentang pengaruh

pemompaan air tanah terhadap penurunan muka air tanah, maka kami

tertarik untuk melakukan penelitian di laboratorium yang selanjutnya

kami tuangkan ke dalam bentuk karya tulis sebagai tugas akhir dengan

judul : Studi Pengaruh Lama Pemompaan Air Tanah Terhadap

Penurunan Muka Air Tanah ( Uji Model Laboratorium ).

B. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, masalah yang dibahas dalam

penelitian adalah dapat diuraikan sebagai berikut :

1. Bagaimana pengaruh lama pemompaan air tanah terhadap penurunan

muka air tanah dengan uji model laboratorium?

2. Bagaimana pengaruh kedalaman pemompaan terhadap penurunan

muka air tanah?

C. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian dengan maksud:

1. Untuk mengetahui pengaruh lama pemompaan air tanah terhadap

penurunan permukaan tanah dengan uji model laboratorium.

iv

2. Untuk mengetahui pengaruh kedalaman pompa terhadap penurunan

muka air tanah.

D. Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini antara lain :

1. Mendapatkan pengetahuan dan memberikan informasi penyebab

terjadinya penurunan muka air tanah.

2. Sebagai salah satu cara atau metode untuk memperkirakan laju

penurunan muka air tanah pada suatu daerah atau kawasan.

E. Batasan Masalah

Untuk menghindari pembahasan yang terlalu luas dan memudahkan

penyelesaian masalah sesuai dengan tujuan yang ingin dicapai, maka

masalah yang akan dirumuskan uji model laboratorium hanya dititik

beratkan sebagai berikut :

a. Penulis menguji kondisi tanah dengan uji laboratorium.

b. Tanah yang digunakan dalam penelitian ini adalah tanah pasir.

c. Data yang digunakan adalah data dari hasil pengamatan uji pemompaan

air tanah di laboratorium.

d. Penelitian ini tidak mengkaji kondisi hidrologi dan lapisan tanah, karena

hal tersebut tidak di variasikan di dalam penelitian ini.

iv

F. Sistematika Penulisan

Untuk memberikan gambaran mengenai keseluruhan isi penulisan

ini, maka bab-bab yang merupakan pokok-pokok uraian masalah penelitian

secara sistematika terbagi dalam lima pokok bahasan, yaitu:

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini menjelaskan tentang latar belakang masalah, rumusan

masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah,

dan sistematika penulisan.


Bab ini menguraikan tentang teori dasar air tanah dan penurunan

muka air tanah.

BAB III METODE PENELITIAN

Bab ini memaparkan tentang tahap-tahap penelitian yang

dilaksanakan di laboratorium dalam proses pengujian pemompaan

air tanah dengan uji model laboratorium.


Bab ini menjelaskan tentang pengumpulan data dan analisa data,

serta pembahasan terhadap hasil analisa tersebut.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan penutup yang berisi tentang kesimpulan dari hasil

analisa, serta saran-saran dari penulis yang berkaitan dengan hasil

analisa tersebut.

iv

BAB I

PENDAHULUAN

G. Latar Belakang

Air merupakan kebutuhan pokok bagi kehidupan sehari-hari,

baik sebagai air minum, Industri dan untuk irigasi .Perkembangan

jumlah penduduk yang semakin meningkat serta peningkatan taraf

hidup yang semakin baik, mendorong pemenuhan kebutuhan akan air

juga semakin meningkat.

Untuk memenuhi kebutuhan masyarakat akan air, salah satunya

dengan pemamfaatan air tanah dengan cara pengambilan air tanah

menggunakan sumur pompa. Pengambilan air tanah secara berlebihan

karena banyaknya sumur pompa pada suatu daerah atau kawasan dapat

mengakibatkan penurunan muka air tanah, yang menjadi salah satu

faktor mempercepat penurunan permukaan tanah yang tingkat

kekerasannya masih rendah.

Salah satu penyelesaian dalam mencegah penurunan muka air

tanah akibat pengambilan air secara berlebihan adalah dengan

mengetahui kandungan atau kapasitas tampungan air tanah di lokasi

sumur tersebut, dengan demikian dapat kita ketahui jumlah maksimal

debit air yang dapat dipompa dan jumlah sebaran sumur pompa pada

suatu daerah, sehingga ada pembatasan mengenai pembangunan sumur

1

iv

pompa pada daerah tersebut dengan demikian mengurangi penggunaan

air tanah secara berlebihan.

Dengan memperoleh gambaran umum tentang pengaruh

pemompaan air tanah terhadap penurunan muka air tanah, maka kami

tertarik untuk melakukan penelitian di laboratorium yang selanjutnya

kami tuangkan ke dalam bentuk karya tulis sebagai tugas akhir dengan

judul : Studi Pengaruh Lama Pemompaan Air Tanah Terhadap

Penurunan Muka Air Tanah ( Uji Model Laboratorium ).

H. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, masalah yang dibahas dalam

penelitian adalah dapat diuraikan sebagai berikut :

3. Bagaimana pengaruh lama pemompaan air tanah terhadap penurunan

muka air tanah dengan uji model laboratorium?

4. Bagaimana pengaruh kedalaman pemompaan terhadap penurunan

muka air tanah?

I. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian dengan maksud:

1. Untuk mengetahui pengaruh lama pemompaan air tanah terhadap

penurunan permukaan tanah dengan uji model laboratorium.

iv

2. Untuk mengetahui pengaruh kedalaman pompa terhadap penurunan

muka air tanah.

J. Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini antara lain :

3. Mendapatkan pengetahuan dan memberikan informasi penyebab

terjadinya penurunan muka air tanah.

4. Sebagai salah satu cara atau metode untuk memperkirakan laju

penurunan muka air tanah pada suatu daerah atau kawasan.

K. Batasan Masalah

Untuk menghindari pembahasan yang terlalu luas dan memudahkan

penyelesaian masalah sesuai dengan tujuan yang ingin dicapai, maka

masalah yang akan dirumuskan uji model laboratorium hanya dititik

beratkan sebagai berikut :

e. Penulis menguji kondisi tanah dengan uji laboratorium.

f. Tanah yang digunakan dalam penelitian ini adalah tanah pasir.

g. Data yang digunakan adalah data dari hasil pengamatan uji pemompaan

air tanah di laboratorium.

h. Penelitian ini tidak mengkaji kondisi hidrologi dan lapisan tanah, karena

hal tersebut tidak di variasikan di dalam penelitian ini.

iv

L. Sistematika Penulisan

Untuk memberikan gambaran mengenai keseluruhan isi penulisan

ini, maka bab-bab yang merupakan pokok-pokok uraian masalah penelitian

secara sistematika terbagi dalam lima pokok bahasan, yaitu:

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini menjelaskan tentang latar belakang masalah, rumusan

masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah,

dan sistematika penulisan.


Bab ini menguraikan tentang teori dasar air tanah dan penurunan

muka air tanah.

BAB III METODE PENELITIAN

Bab ini memaparkan tentang tahap-tahap penelitian yang

dilaksanakan di laboratorium dalam proses pengujian pemompaan

air tanah dengan uji model laboratorium.


Bab ini menjelaskan tentang pengumpulan data dan analisa data,

serta pembahasan terhadap hasil analisa tersebut.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan penutup yang berisi tentang kesimpulan dari hasil

analisa, serta saran-saran dari penulis yang berkaitan dengan hasil

analisa tersebut.

iv

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Siklus Hidrologi

1. Pengertian Siklus Hidrologi

Di bumi terdapat kira-kira 1,3-1,4 milyar km3 air: 97,5% adalah air laut,

1,75% berbentuk es dan 0,73% berada di daratan sebagai, sungai, air danau,

air tanah dan sebagainya. Hanya 0,001% berbentuk uap air di udara

(Sosrodarsono dan Takeda, 2003).

Siklus hidrologi menurut Soemarto (1987) adalah gerakan air laut ke

udara, yang kemudian jatuh ke permukaan tanah lagi sebagai hujan atau

bentuk presipitasi lain, dan akhirnya mengalir ke laut kembali. Susunan secara

siklus peristiwa tersebut tidaklah sesederhana yang kita bayangkan. Yang

pertama siklus tersebut dapat merupakan siklus pendek, yakni hujan yang

jatuh di laut, danau atau sungai yang segera dapat mengalir kembali ke laut.

Kedua, tidak adanya keseragaman waktu yang diperlukan oleh suatu siklus.

Pada musim kemarau kelihatannya siklus berhenti sedangkan pada musim

hujan berjalan kembali. Ketiga, intensitas dan frekwensi siklus tergantung

pada keadaan geografis dan iklim, yang mana hal ini merupakan akibat

adanya matahari yang berubah-berubah letaknya terhadap meridian bumi

sepanjang tahun. Keempat, berbagai bagian siklus dapat menjadi sangat

kompleks, sehingga kita hanya dapat mengamati bagian akhirnya saja dari

suatu hujan yang jatuh di atas permukaan tanah dan kemudian mencari

5

iv

jalannya kembali ke laut . Air laut menguap akibat adanya radiasi sinar

matahari dan awan yang terjadi oleh uap air, bergerak di atas tanah

daratan karena didesak oleh angin. Presipitasi karena adanya tabrakan

antara butir-butir uap air akibat desakan angin, dapat berbebntuk hujan

atau salju yang jatuh ke tanah yang membentuk limpasan (run off) yang

mengalir kembali ke laut. Beberapa diantaranya masuk ke dalam tanah

(infiltrasi) dan bergerak terus ke bawah (perkolasi) ke dalam daerah jenuh

(saturated zone) yang terdapat di bawah permukaan air tanah atau

permukaan phreatik. Air dalam daerah ini bergerak perlahan-lahan

melewati akwifer masuk ke sungai atau kadang-kadang langsung ke laut

Soemarto (1987).

Air yang merembes ke dalam tanah (infiltrasi) memberi hidup kepada

tumbuh-tumbuhan dan beberapa diantaranya naik ke atas lewat akar dan

batangnya, sehingga terjadi transpirasi, yaitu evaporasi (penguapan) lewat

tumbuh-tumbuhan melalui bagian bawah daun (stomata). Air yang tertahan

dipermukaan tanah (surface detention) sebagian diuapkan dan sebagian besar

mengalir masuk ke dungai-sungai kecil dan mengalir sebagai limpasan

permukaan (surface run off) ke dalam palung sungai. Permukaan sungai dan

danau juga mengalami penguapan (evaporasi), sehingga masih ada air yang

dipindahkan menjadi uap. Akhirnya sisa air yang tidak diinfiltrasikan atau

diuapkan akan kembali ke laut lewat palung sungai. Air tanah jauh lebih

lambat bergeraknya, baik yang bergerak masuk ke dalam palung sungai atau

yang merembes ke pantai dan masuk ke laut. Dengan demikian seluruh siklus

iv

telah dijalani dan akan berulang kembali. Secara garis besar ada empat proses

dalam siklus (siklus) hidrologi yang berlangsung yaitu presipitasi, evaporasi,

infiltrasi dan limpasan permukaan (surface run off) serta limpasan air tanah

(subsurface run off) (Wilson, 1990).

Gambar 2.1: Siklus hidrologi (Wilson, 1990)

2. Evaporasi, Transpirasi dan Evapotranspirasi.

Evaporasi dan Transpirasi mempunyai arti yang sama yaitu penguapan,

untuk evaporasi merupakan penguapan yang terjadi pada permukaan air

terbuka/open water dan permukaan tanah. Laju evaporasi atau penguapan

akan berubah-ubah menurut warna dan sifat pemantulan permukaan (albedo)

dan hal ini juga akan berbeda untuk permukaan yang langsung tersinari oleh

matahari dan yang terlindung dari sinar matahari. Untuk daerah beriklim

iv

sedang dan lembab, kehilangan air lewat evaporasi air bebas dapat mencapai

60 cm per tahun dan kira-kira 45 cm per tahun lewat evaporasi permukaan

tanah. Di daerah beriklim kering seperti di Irak dan Arab Saudi angka tersebut

dapat mencapai 200 cm per tahun. Perbedaan ini disebabkan oleh karena

tidak adanya curah hujan dalam waktu lama.

Sedangkan transpirasi adalah penguapan dari permukaan tanaman.

Semua jenis tanaman memerlukan air untuk kelangsungan hidupnya, dan

masing-masing jenis tanaman berbeda-beda kebutuhannya. Hanya sebagian

kecil air yang tinggal di dalam tubuh tumbuh-tumbuhan, sebagian besar

dari padanya setelah diserap lewat akar-akar dan dahan-dahan akan di

transpirasikan lewat bagian tumbuh-tumbuhan yang berdaun. Kedua proses

tersebut yaitu evaporasi dan transpirasi saling berkaitan sehingga

dinamakan evapotranspirasi. Jumlah kadar air yang hilang dari tanah oleh

evapotransporasi tergantung kepada :

a. adanya persediaan air yang cukup (hujan dan lain-lain)

b. faktor-faktor iklim seperti suhu, kelembaban dan lain-lain

c. tipe dan cara kultivasi tumbuh-tumbuhan tersebut.

3. Infiltrasi dan Perkolasi

Infiltrasi adalah pergerakan air ke dalam lapisan permukaan tanah,

sedangkan perkolasi adalah gerakan air ke bawah dari zone tidak jenuh

(antara permukaan tanah sampai ke permukaan air tanah) ke dalam daerah

jenuh (daerah di bawah permukaan air tanah). Air yang menginfiltrasi itu

iv

pertama-tama diabsorbsi untuk meningkatkan kelembaban tanah,

selebihnya akan turun ke permukaan air tanah dan mengalir ke samping.

Dalam beberapa hal tertentu, infiltrasi itu berubah-ubah sesuai dengan

intensitas curah hujan. Akan tetapi setelah mencapai limitnya, banyaknya

infiltrasi akan berlangsung terus sesuai dengan kecepatan absorbsi

maksimum setiap tanah bersangkutan. Kecepatan infiltrasi yang berubah-

ubah sesuai dengan variasi intensitas curah hujan umumnya disebut laju

infiltrasi. Laju infiltrasi maksimum yang terjadi pada suatu kondisi

tertentu disebut kapasitas infiltrasi .

Gambar 2.2 Proses infiltrasi (Wilson, 1990)

Kapasitas infiltrasi itu adalah berbeda-beda menurut kondisi tanah.

Pada tanah yang sama kapasitas infiltrasi itu berbeda-beda tergantung dari

iv

kondisi permukaan tanah, struktur tanah, tumbuh-tumbuhan, suhu dan lain-

lain. Disamping intensitas curah hujan, infiltrasi berubah-ubah karena

dipengaruhi oleh kelembaban tanah dan udara yang terdapat dalam tanah.

Faktor-faktor yang mempengaruhi infiltrasi yaitu :

- Dalamnya genangan di atas permukaan tanah dan tebal lapisan yang

jenuh.

- Kelembaban tanah.

- Pemampatan oleh curah hujan.

- Penyumbatan oleh bahan-bahan yang halus.

- Pempatan oleh orang dan hewan.

- Struktur tanah.

- Tumbuh-tumbuhan.

- Udara yang terdapat dalam tanah.

Besarnya kapasitas infiltrasi ditentukan oleh faktor-faktor tersebut di

atas secara bersama-sama. Beberapa faktor di antaranya mengakibatkan

perbedaan kapasitas infiltrasi dari tempat ke tempat dan faktor-faktor yang

lain mengakibatkan variasi infiltrasi menurut waktu. Faktor tumbuh-

tumbuhan mempengaruhi variasi infiltrasi menurut tempat dan waktu.

Disamping faktor-faktor tersebut di atas maka pengurangan

kelembaban tanah oleh transpirasi melalui tumbuh-tumbuhan, variasi

kekentalan air dalam ruang-ruang tanah akibat suhu tanah, efek

iv

pembekuan (di daerah dingin) dan lain-lain, adalah faktor-faktor yang

mempengaruhi kapasitas infiltrasi (Sosrodarsono dan Takeda, 2003).

B. Air tanah

1. Pengertian Air tanah

Air tanah adalah air yang bergerak dalam tanah yang terdapat di

dalam ruang-ruang antara butir-butir tanah yang membentuk itu dan di

dalam retakan dari batuan (Sosrodarsono dan Takeda, 2003).

Menurut Herlambang (1996:5) Air tanah adalah air yang bergerak di

dalam tanah yang terdapat di dalam ruang antar butir-butir tanah yang

meresap ke dalam tanah dan bergabung membentuk lapisan tanah yang

disebut akuifer. Lapisan yang mudah dilalui oleh air tanah disebut lapisan

permeable, seperti lapisan yang terdapat pada pasir atau kerikil, sedangkan

lapisan yang sulit dilalui air tanah disebut lapisan impermeable, seperti

lapisan lempung. Lapisan yang dapat menangkap dan meloloskan air

disebut akuifer.

iv

Gambar 2.3: Lapisan Air Tanah (Wilson, 1990)

2. Asal - Usul Air Tanah

Adalah hal yang mutlak bagi para birokrat pengelola sumber daya

air (tanah), untuk memahami asal-usul (origin) dan sifat-sifat (nature) air

tanah, agar tidak terjadi salah pengertian tentang sumber daya yang

dikelola. Kesalah pengertian tersebut akan menjadikan tujuan untuk

mewujudkan manfaat air tanah terutama bagi kaum miskin pengelolaan

tidak mencapai sasarannya, bahkan justru akan menimbulkan dampak

yang merugikan bagi air tanah itu sendiri serta kaum miskin tersebut.

Hal-hal pokok yang perlu dipahami tentang asal-usul dan sifat-sifat air

iv

tanah antara lain tentang : Asal air tanah, Pembentukan air tanah, wadah

air tanah, pengaliran dan imbuhan air tanah serta mutu air tanah.

Air tanah merupakan air yang berada dibawah permukaan tanah dan

terletak pada zona jenuh air. Air tanah berasal dari permukaan tanah,

misalkan hujan, sungai, danau. Dan dari dalam bumi sendiri Di mana air

tersebut terjadi bersama-sama dengan batuannya, misalkan pada waktu

terjadinya batuan endapan terdapat air yang terjebak oleh batuan endapan

tersebut. Contohnya: air fosil yang biasanya asin air volkanik – panas dan

mengandung sulfur (Hadiwidjojo, P. 1987)

3. Pembentukan Air Tanah

Curah hujan yang masuk kedalam tanah dan meresap kedalam

lapisan di bawahnya disebut air tanah (Wilson, 1990), Air tanah adalah

semua air yang terdapat di bawah permukaan tanah pada lajur/zona jenuh air

(zone of saturation). Air tanah terbentuk berasal dari air hujan dan air

permukaan , yang meresap (infiltrate) mula-mula ke zona tak jenuh (zone

of aeration) dan kemudian meresap makin dalam (percolate) hingga

mencapai zona jenuh air dan menjadi air tanah.

Air tanah adalah salah satu fase dalam siklus hidrologi , yakni suatu

peristiwa yang selalu berulang dari urutan tahap yang dilalui air dari

atmosfer ke bumi dan kembali ke atmosfer; penguapan dari darat atau laut

atau air pedalaman, pengembunan membentuk awan, pencurahan,

pelonggokan dalam tanah atau badan air dan penguapan kembali

iv

(Hadiwidjojo, P. 1987). Dari siklus hidrologi tersebut dapat dipahami bahwa

air tanah berinteraksi dengan air permukaan serta komponen-komponen

lain yang terlibat dalam siklus hidrologi termasuk bentuk topografi, jenis

batuan penutup, penggunaan lahan, tumbuhan penutup, serta manusia yang

berada di permukaan.

Air tanah dan air permukaan saling berkaitan dan berinteraksi. Setiap

aksi (pemompaan, pencemaran dll) terhadap air tanah akan memberikan

reaksi terhadap air permukaan, demikian sebaliknya.

Menurut Seyhan, (1990) Air tanah ditemukan pada formasi geologi

permeable (tembus air) yang dikenal sebagai akuifer (juga disebut reservoir

air tanah, formasi pengikat air, dasar-dasar yang tembus air) yang merupakan

formasi pengikat air yang memungkinkan jumlah air yang cukup besar

untuk bergerak melaluinya pada kondisi lapangan yang biasa. Air tanah

juga ditemukan pada akiklud (atau dasar semi permeabel) yang

mengandung air tetapi tidak mampu memindahkan jumlah air yang nyata

(seperti liat). Akuifer ditemukan pada sejumlah lokasi. Deposit glasial

pasir dan kerikil, kipas alluvial dataran banjir dan deposit delta pasir

semuanya merupakan sumber-sumber air yang sangat baik. Pada suatu

akuifer, air tanah menempati lubang batuan yang dikenal sebagai pori,

patahan maupun lubang yang besar. Retakan mungkin terdapat dalam

batuan kristalin maupun batuan padat dan mungkin mempunyai ukuran

kapiler maupun super kapiler.

iv

4. Wadah Air Tanah

Suatu formasi geologi yang mempunyai kemampuan untuk

menyimpan dan meloloskan air tanah dalam jumlah berarti, ke sumur-

sumur atau mata air – mata air yang disebut akuifer. Lapisan pasir atau

kerikil adalah salah satu formasi geologi yang dapat bertindak sebagai

akuifer. Wadah air tanah yang disebut akuifer tersebut dialasi oleh lapisan-

lapisan batuan dengan daya meloloskan air yang rendah, misalnya lempung,

dikenal sebagai akuitard. Lapisan yang sama dapat juga menutupi akuifer,

yang menjadikan air tanah dalam akuifer tersebut di bawah tekanan (confined

akuifer). Di beberapa daerah yang sesuai, pengeboran yang memompa air

tanah tertekan tersebut menjadikan air tanah muncul ke permukaan tanpa

membutuhkan pemompaan. Sementara akuifer tanpa lapisan penutup di

atasnya, air tanah di dalamnya tanpa tekanan (unconfined akuifer), sama

dengan tekanan udara luar.

Semua akuifer mempunyai dua sifat yang mendasar: (i) kapasitas

menyimpan air tanah dan (ii) kapasitas mengalirkan air tanah. Namun

demikian sebagai hasil dari keragaman geologinya, akuifer sangat beragam

dalam sifat-sifat hidroliknya (kelulusan dan simpanan) dan volume

tandonnya (ketebalan dan sebaran geografisnya). Berdasarkan sifat-sifat

tersebut akuifer dapat mengandung air tanah dalam jumlah yang sangat

besar dengan sebaran yang luas hingga ribuan km2 atau sebaliknya.

iv

Sebaran akuifer serta pengaliran air tanah tidak mengenal batas-batas

kewenangan administratif pemerintahan. Suatu wilayah yang dibatasi oleh

batasan-batasan geologis yang mengandung satu akuifer atau lebih dengan

penyebaran luas, disebut cekungan air tanah.

5. Pengaliran Dan Imbuhan Air Tanah

Saat ini di daerah-daerah perkotaan yang pemanfaatan air tanah

dalamnya sudah sangat intensif, seperti di Jakarta, Bandung, Semarang,

Denpasar, dan Medan, muka air tanah dalam (piezometic head) umumnya

sudah berada di bawah muka air tanah dangkal (phreatic head). Akibatnya

terjadi perubahan pola imbuhan, yang sebelumnya air tanah dalam

memasok air tanah dangkal (karena piezometic head lebih tinggi dari

phreatic head), saat ini justru sebaliknya air tanah dangkal memasok air

tanah dalam.

Jika jumlah total pengambilan air tanah dari suatu sistem akuifer

melampaui jumlah rata-rata imbuhan, maka akan terjadi penurunan muka

air tanah secara menerus serta pengurangan cadangan air tanah dalam

akuifer. (Seperti halnya aliran uang tunai ke dalam tabungan, kalau

pengeluaran melebihi pemasukan, maka saldo tabungan akan terus

berkurang). Jika ini hal ini terjadi, maka kondisi demikian disebut

pengambilan berlebih (over exploitation) , dan penambangan air tanah

terjadi.

6. Mutu Air Tanah

iv

Sifat fisika dan komposisi kimia air tanah yang menentukan mutu air

tanah secara alami sangat dipengaruhi oleh jenis litologi penyusun akuifer,

jenis tanah/batuan yang dilalui air tanah, serta jenis air asal air tanah.

Mutu tersebut akan berubah manakala terjadi intervensi manusia terhadap

air tanah, seperti pengambilan air tanah yang berlebihan, pembuangan

limbah, dll.

Air tanah dangkal rawan (vulnerable) terhadap pencemaran dari zat-

zat pencemar dari permukaan. Namun karena tanah/batuan bersifat

melemahkan zat-zat pencemar, maka tingkat pencemaran terhadap air

tanah dangkal sangat tergantung dari kedudukan akuifer, besaran dan jenis

zat pencemar, serta jenis tanah/batuan di zona tak jenuh, serta batuan

penyusun akuifer itu sendiri. Mengingat perubahan pola imbuhan, maka air

tanah dalam di daerah-daerah perkotaan yang telah intensif pemanfaatan

air tanahnya, menjadi sangat rawan pencemaran, apabila air tanah

dangkalnya di daerah-daerah tersebut sudah tercemar. Air tanah yang

tercemar adalah pembawa bibit-bibit penyakit yang berasal dari air (water

born diseases).

7. Pegerakan Air Tanah

Sebagai hasil dari cara bahan-bahan diendapkan semula, sistem-

sistem akuifer hampir tidak pernah seragam dalam ciri-ciri hidroliknya.

Bahkan bila struktur geologi sistem akuifer di ketahui, detil gerakan air di

iv

dalamnya sulit untuk diketahui. Banyak detil gerakan air tanah masih

jauh dari jelas (Seyhan, 1990).

Tetapi proses umum gerakan air tanah, sangatlah sederhana, suatu

gerakan yang didorong oleh gaya berat, ditahan oleh gesekan cairan pada

medium yang porus bila kita bawa prinsip yang sederhana itu pada

perlakuan matematis dari aliran air tanah, asumsi-asumsi dan generalisasi

tertentu harus dilakukan. Beberapa dari asumsi itu (Dam,1966) adalah:

- Akuifer haruslah homogen dan isotropic.

- Lapisan-lapisan semi tembus mempunyai ketahanan hidrolik yang

seragam.

- Koefisien permeabilitas merupakan invariant waktu ( tak tergantung

waktu).

- Transmisibilitas suatu akuifer bebas adalah konstan.

- Koefisien cadangan adalah konstan.

- Pelepasan air dari cadangan adalah seketika.

8. Muka Air Tanah

Muka air tanah didefinisikan sebagai permukaan di mana tekanan zat

cair dalam pori-pori dari sebuah media adalah sama dengan tekanan

atmosfer (sosrodarsono dan takeda, 1983). Tinggi muka air tanah ini sama

dengan tinggi muka air pada suatu sumur. Berkurangnya volume air

tanah itu akan kelihatan dalam bentuk penurunan muka air tanah.

iv

Menurut Terzaghi dan Peck ( 1987) istilah muka air tanah, tinggi air

dan permukaan freatik (phreatic menunjukkan tempat kedudukan dari

tinggi naiknya air pada sumur-sumur pengamatan. Air tersebut dapat

bergerak bebas dalam ruang pori tanah di lapangan. Muka air tanah juga

didefinisikan sebagai permukaan tempat tegangan netral dalam tanah

sama dengan nol.

C. Akuifer

1. Pengertian umum

Akuifer merupakan formasi geologi yang jenuh sehingga dapat

dijadikan pemasok air dalam jumlah yang ekonomis (jumlahnya cukup

untuk suatu keperluan seperti domestik, pertanian, peternakan, industri

dan lainnya). Todd (1955) menyatakan bahwa akuifer berasal dari Bahasa

Latin yaitu aqui dari aqua yang berarti air dan ferre yang berarti

membawa, jadi akuifer adalah lapisan pembawa, air Oleh sebab itu

formasi ini harus mampu menyimpan dan melewatkan air. Serta suatu

unit geologi yang jenuh dan mampu memasok air kepada sumur atau

mata air sehingga dapat digunakan sebagai sumber air. Istilah lain adalah

water bearing formation (formasi yang mengandung air) atau juga

groundwater reservoir (waduk air tanah). Untuk dapat berfungsi sebagai

akuifer, suatu batuan haruslah berpori atau berongga yang berhubungan

satu sama lain, sehingga dapat menyimpan dan membiarkan air bergerak

dari rongga ke rongga (M Akib Abro).

iv

Menurut Hendra Bakti, air tanah merupakan air yang tersimpan di

bawah permukaan tanah dan pergerakannya mengikuti hukum-hukum

fluida. Keberadaannya di alam sangat tergantung dari ada tidaknya

batuan yang dapat menyimpan dan meloloskan air dalam jumlah yang

berarti atau dalam hal ini disebut sebagai akuifer secara alami tidak

semua batuan dapat bertindak sebagai akuifer mengingat akan sangat

bergantung pada ruang antar butiran (pori-pori batuan) dan permeabilitasnya.

Tentunya batu pasir atau batuan sedimen berbutir kasar memiliki

persyaratan untuk itu, terutama batuan-batuan yang belum terkompakkan

(unconsolidatet rock), karena itu juga sangat tergantung pada umur

batuan.

Secara umum dalam ilmu hidrogeologi, akuifer merupakan suatu

batuan/formasi yang mempunyai kemampuan menyimpan dan

mengalirkan air tanah dengan jumlah yang berarti (significant). Batuan-

batuan yang berumur tua biasanya telah mengalami kompaksi dan

sementasi sehingga ruang antar butiran menjadi rapat termampatkan,

menyebabkan tidak bisa menampung dan meloloskan air dalam jumlah

banyak dan bahkan menjadi kedap air (impermeable). Dengan kata lain

permeabilitas dan porositasnya kecil demikian juga halnya dengan batuan

beku dan batuan metamorfik. Pada zona-zona seperti ini sangat sulit

sekali diharapkannya ada air tanah kecuali batuan-batuan tersebut banyak

mengandung rekahan (fracture) yang selanjutnya disebut sebagai akuifer

http://tambangunp.blogspot.com/2013/10/hidrogeologi-air-tanah.html

iv

rekahan (fracture akuifer) rekahan dapat disebabkan oleh tiga

kemungkinan yaitu :

(1) Pendinginan yang berlangsung pada saat pembentukan batuan,

(2) Erosi batuan dan pelepasan tekanan dari overburden,

(3) Efek struktur regional (flexing and faulting).

Batuan beku dan metamorfik memilki porositas yang kecil karena

kristalnya yang saling interlocking. Kombinasi proses pelapukan

(weathering) dan fracturing menyebabkan meningkatnya porositas.

Batuan yang memilki rekahan porositasnya akan meningkat 2-5%

sedangkan akibat pelapukan porositasnya meningkat 30-60%, akibatnya

kemampuan air meresap kedalam batuan menjadi lebih besar.

2. Jenis Jenis Akuifer

Berdasarkan litologinya, akuifer dapat dibedakan menjadi 4 macam,

yaitu:

1. Akuifer bebas atau akuifer tidak tertekan (Unconfined Aquifer)

Akuifer bebas atau akuifer tak tertekan adalah air tanah dalam

akuifer tertutup lapisan impermeable, dan merupakan akuifer yang

mempunyai muka air tanah. Unconfined Aquifer adalah akuifer jenuh air

(satured). Lapisan pembatasnya yang merupakan aquitard, hanya pada

bagian bawahnya dan tidak ada pembatas aquitard di lapisan atasnya,

batas di lapisan atas berupa muka air tanah. Permukaan air tanah di sumur

dan air tanah bebas adalah permukaan air bebas, jadi permukaan air tanah

bebas adalah batas antara zone yang jenuh dengan air tanah dan zone

http://tambangunp.blogspot.com/2013/03/kekar-joint-fracture-rekahan.html

http://tambangunp.blogspot.com/2013/02/batuan-beku.html

iv

yang aerosi (tak jenuh) di atas zone yang jenuh. Akuifer jenuh disebut

juga sebagai phriatic aquifer, non artesian aquifer atau free aquifer

(Wuryantoro, 2007).

Air tanah ini banyak dimanfaatkan oleh penduduk untuk berbagai

keperluan dengan kedalaman sumur umumnya antara 1 – 25 meter. Air

tanah bebas masih merupakan sumber utama air bersih bagi sebagian

besar penduduk dalam memenuhi kebutuhan sehari-hari. Pemanfaatannya

dilakukan dengan cara pembuatan sumur gali dan sumur pantek pada

kedalaman kurang dari 20 meter di bawah permukaan, umumnya

terdapat pada lapisan pasir, pasir kerikilan, tufa pasaran dan pasir

lanauan. Air tanah bebas di dataran alluvial terdapat dalam lapisan pasir,

pasir lempungan, pasir kerikilan dan pasir lempungan.

Mutu air tanah bebas bervariasi dari baik hingga jelek, asin rasa

airnya hingga tawar, berwarna keruh hingga jernih. Kesadahannya

berkisar antara 8,5 – 16,7, pH sekitar 6,7 – 11,2, sisa kering 353 – 580,

sisa pijar 252 – 420, kadar kandungan ion klorida berkisar 25,5 – 6.685

mg/l, SO4 antara 40,5 – 246,9 mg/l. Khususnya untuk keperluan rumah

tangga sehari-hari, kandungan air tanah bebas di dataran alluvial terkecuali

daerah-daerah sekitar pantai Pemanfaatannya masih dapat dikembangkan.

Sedangkan untuk daerah-daerah yang terletak sekitar 1 – 3 km dari garis

pantai, penggunaan air tanah bebasnya sangat terbatas sekali disebabkan

asin hingga payau rasa airnya. (Anonim3, 2008).

iv

2. Akuifer tertekan (Confined Aquifer)

Akuifer tertekan adalah suatu akuifer di mana air tanah terletak di

bawah lapisan kedap air (impermeable) dan mempunyai tekanan lebih

besar daripada tekanan atmosfer. Air yang mengalir (no flux) pada

lapisan pembatasnya, karena confined aquifer merupakan akuifer yang

jenuh air yang dibatasi oleh lapisan atas dan bawahnya.

3. Akuifer bocor (Leakage Aquifer)

Akuifer bocor dapat di definisikan suatu akuifer di mana air tanah

terkekang di bawah lapisan yang setengah kedap air sehingga akuifer di

sini terletak antara akuifer bebas dan akuifer terkekang.

4. Akuifer melayang (Perched Aquifer)

Akuifer yang disebut akuifer melayang jika di dalam zone aerosi

terbentuk sebuah akuifer yang terbentuk di atas lapisan impermeable.

Akuifer melayang ini tidak dapat dijadikan sebagai suatu usaha

pengembangan air tanah, karena mempunyai variasi permukaan air dan

volumenya yang besar.

Sedangkan menurut (Kruseman dan deRieder, 1994), berdasarkan sifat

fisik dan kedudukannya dalam kerak bumi, akuifer dapat dibedakan

menjadi tiga jenis, yaitu :

Akuifer bebas, yaitu akuifer tak tertekan (unconfined aquifer) dan

merupakan air tanah dangkal (umumnya < 20 m), umum dijumpai pada

daerah endapan alluvial. Air tanah dangkal adalah air tanah yang paling

iv

umum dipergunakan sebagai sumber air bersih oleh penduduk di

sekitarnya.

Akuifer setengah tertekan, disebut juga akuifer bocor (leaky aquifer),

merupakan akuifer yang ditutupi oleh lapisan akitard (lapisan setengah

kedap) di bagian atasnya, dapat dijumpai pada daerah vulkanik (daerah

batuan tuf).

Akuifer tertekan (confined aquifer), yaitu akuifer yang terletak di

antara lapisan kedap air (akuiklud), umumnya merupakan air tanah

dalam (umumnya > 40 m) dan terletak di bawah akuifer bebas. Air

tanah dalam adalah air tanah yang kualitas dan kuantitasnya lebih

baik daripada air tanah dangkal, oleh karenanya umum dipergunakan

oleh kalangan industri termasuk di dalamnya kawasan pertambangan

(Iskandarsyah, 2008).

Gambar 2.4. Ilustrasi akuifer menurut kruseman dan deRieder, 1994

http://1.bp.blogspot.com/-E8pz5r_Iv_A/Ul_w1SDAqqI/AAAAAAAAAls/ziPX2jFaVjw/s1600/akuifer+berdasar+litologi.

iv

Struktur geologi sangat berpengaruh terhadap arah gerakan air tanah,

tipe dan potensi akuifer. Stratigrafi yang tersusun atas beberapa lapisan

batuan akan berpengaruh terhadap akuifer, kedalaman dan ketebalan

akuifer, serta kedudukan air tanah. Jenis dan umur batuan juga

berpengaruh terhadap daya hantar listrik, dan dapat menentukan kualitas

air tanah. Pada mulanya air memasuki akuifer melewati daerah

tangkapan (recharge area) yang berada lebih tinggi daripada daerah

buangan (discharge area).

Daerah tangkapan biasanya terletak di gunung atau pegunungan dan

daerah buangan terletak di daerah pantai. Air tersebut kemudian mengalir

ke bawah karena pengaruh gaya gravitasi melalui pori-pori akuifer. Air yang

berada di bagian bawah akuifer mendapat tekanan yang besar oleh berat

air diatasnya, tekanan ini tidak dapat hilang atau berpindah karena

akuifer terisolasi oleh akiklud di atas dan dibawahnya, yaitu lapisan yang

impermeabel dengan konduktivitas hidrolik sangat kecil sehingga tidak

memungkinkan air melewatinya. Jika sumur di bor hingga confined

aquifer, maka air akan memancar ke atas melawan gaya gravitasi bahkan

hingga mencapai permukaan tanah. Sumur yang airnya memancar ke

atas karena tekanannya sendiri di sebut sumur artesis (Wuryantoro, 2007).

D. Tanah

1. Jenis –Jenis Tanah

http://tambangunp.blogspot.com/2013/07/stratigrafi.html

iv

Berdasarkan asal mula penyusunnya tanah dapat dibedakan dalam

dua kelompok besar yaitu: sebagai hasil pelapukan (weathering ) secara

fisis dan kimia, dan yang berasal dari bahan orgaik. Catatan mengenai

jenis tanah berikut ini mencakup nama-nama yang biasa dipakai insinyur

praktis serta mandor berpengalaman, untuk klasifikasi tanah di lapangan

(Terzaghi dan Peck, 1987)

- Pasir dan Kerikil, merupakan agregat tak berkohesi yang tersusun dari

fragmen-fragmen sub angular.

- Hardpan merupakan tanah yang tahanannya terhadap penetrasi alat

pemboran besar sekali.

- Lanau organic (inorganic silt) merupakan tanah berbutir halus dengan

plastisitas atau sama sekali tidak ada.

- Lanau organic merupakan tanah agak plastis berbutir halus dengan

campuran partikel-partikel bahan organic terpisah secara halus.

- Lempung, merupakan agregat partikel-partikel berbutir halus

berukuran mikroskopik dan sub mikroskopik yang berasal dari

pembusukan kimiawi unsur-unsur penyusun batuan.

- Lempung organic adalah lempung yang sebagian sifat-sifat fisis

pentingnya dipengaruhi oleh adanya bahan organikyang terpisah.

- Gambut (peat) adalah agregat agak berserat yang berasal dari serpihan

mikroskopik tumbuh-tumbuhan.

2. Penurunan Permukaan Tanah

iv

Amblesan tanah adalah proses penurunan permukaan tanah yang

terjadi secara alamiah karena penurunan tekanan air tanah pada sistem

aquifer dibawahnya akibat pengaruh kegiatan manusia diatas permukaan

tanah dan pengambilan air tanah. Fenomena amblesan tanah yang secara

perlahan-lahan namun pasti ini dikenal dengan istilah land subsidence.

Penurunan tanah alami terjadi secara regional yaitu meliputi daerah

yang luas atau terjadi secara lokal yaitu hanya sebagian kecil permukaan

tanah. Hal ini biasanya disebabkan oleh adanya rongga di bawah

permukaan tanah, biasanya terjadi di daerah yang berkapur (Whittaker

and Reddish, 1989).

3. Teori dasar penurunan muka tanah

Berdasarkan konsep tegangan efektif (Terzaghi–Rendulie, 1925,1938,

dan Skempton, 1960) apabila terjadi perubahan yang berhubungan

dengan tekanan air pori (uw) maka akan terjadi tekanan efektif total (ó).

Proses Konsolidasi kemungkinan dapat berlangsung lebih cepat karena

cairan pori terdesak keluar dengan meningkatnya beban vertikal akibat

penurunan muka air tanah. Hukum tegangan efektif (ó) Terzaghi adalah

konsep static tekanan kontak antara butir yang mengimbangi tegangan

vertikal dan tergantung dari bidang kontak antara butir tanah. beberapa

percobaan menunjukkan bahwa hanya tekanan efektif yang dapat

menyebabkan perubahan volume massa tanah dan dapat menghasilkan

tahanan geser di dalam tanah.

iv

4. Faktor Penyebab Terjadinya Penurunan Muka Tanah

Faktor Alami

Penurunan tanah alami terjadi secara regional yaitu meliputi daerah

yang luas atau terjadi secara lokal yaitu hanya sebagian kecil permukaan

tanah. Hal ini biasanya disebabkan oleh adanya rongga di bawah

permukaan tanah, biasanya terjadi di daerah yang berkapur (Whittaker

and Reddish, 1989). Berbagai penyebab terjadinya penurunan tanah alami

bisa digolongkan menjadi:

1. Siklus geologi.

2. Sedimentasi daerah cekungan (sedimentary basin).

3. Adanya rongga dibawah permukaan tanah sehingga atap rongga runtuh

dan hasil runtuhan atap rongga membentuk lubang yang disebut sink hole.

4. Adanya aktifitas vulkanik dan tektonik. Konsolidasi alamiah lapisan

tanah.

5. Gaya-gaya tektonik.

6. Ekstraksi gas dan minyak bumi.

7. Ekstraksi lumpur.

8. Patahan kerak bumi.

9. Konstraksi panas bumi di lapisan litosfer.

10. Faktor Manusia.

Penurunan tanah paling sering disebabkan oleh aktivitas manusia,

Berikut adalah beberapa hal yang dapat menyebabkan penurunan tanah:

- Pengambilan air tanah yang berlebihan

iv

Bagi kebanyakan masyarakat terutama di kawasan industri air tanah

merupakan pilihan yang paling disukai sebagai sumber kebutuhan air.

Hal ini berkaitan dengan kenyataan bahwa pada musim kemarau jumlah

air permukaan (sungai, danau, dan waduk) menyusut drastis dan sering

diikuti dengan menurunnya kualitas air sampai pada tingkat layak

dikonsumsi. Berbeda dengan gerakan air permukaan, gerakan air tanah

jauh lebih lambat dari pada air permukaan sehingga air tanah yang dapat

dimanfaatkan masih tersedia dalam jumlah cukup besar, bahkan selama

musim kemarau berlangsung.

Pengambilan air tanah secara berlebihan mengakibatkan penurunan

tanah karena pemakaian sumur dalam. Dengan meningkatnya kebutuhan,

baik untuk keperluan industri, pertanian, kebutuhan rumah tangga,

perhotelan, perkantoran, pengambilan air tanah mengalami peningkatan

dari tahun ketahun. Konsekuensi yang dirasakan dalam bentuk

penurunan tinggi permukaan air tanah yang pada gilirannya dapat

menyebabkan terjadinya penurunan tanah (land subsidence)

- Kegiatan Pertambangan

Kegiatan penambangan dapat menimbulkan penurunan tanah seperti

penambangan bahan galian baik padat seperti: batu bara, dan cair

ataupun gas seperti : gas alam dan minyak bumi. Beberapa jenis

penambangan, dan khususnya metode yang sengaja menyebabkan

kekosongan diekstraksi akan menghasilkan penurunan permukaan.

iv

Pertambangan akan menyebabkan subsidence di induksi relatif

diprediksi dalam, manifestasi besarnya dan luasnya, Pertambangan akibat

penurunan hampir selalu sangat lokal ke permukaan di atas area

ditambang, ditambah margin sekitar luar. Besarnya vertikal penurunan

itu sendiri biasanya tidak menyebabkan masalah, kecuali dalam kasus

drainase (termasuk drainase alami) - melainkan adalah tekan permukaan

terkait dan strain tarik, kelengkungan, miring dan perpindahan horisontal

yang merupakan penyebab kerusakan terburuk untuk lingkungan alam,

bangunan dan infrastruktur.

Di mana kegiatan pertambangan direncanakan, pertambangan akibat

penurunan dapat berhasil dikelola jika ada kerjasama dari semua stakeholder.

Hal ini dicapai melalui kombinasi dari perencanaan tambang yang

cermat, mengambil langkah-langkah pencegahan, dan melaksanakan

perbaikan pasca tambang.

- Pendirian Bangunan

Pendirian bangunan dapat mengakibatkan penurunan tanah.

Terutama di kota-kota besar. Bangunan –bangunan, gedung –gedung

perkantoran pencakar langit yang terletak di kota – kota besar dapat

menimbulkan penurunan tanah. Contohnya Kota Jakarta dibangun di atas

sedimen yang terdiri dari lempung terkonsolidasi, lumpur, gambut, dan

pasir sangat rentan terhadap penurunan. Daerah seperti yang umum di

daerah delta, dimana sungai mengalir ke lautan, di sepanjang dataran

banjir yang berdekatan dengan sungai, dan di tanah rawa pesisir. Dalam

iv

pengaturan tersebut, subsidence adalah proses alami Sedimen disimpan

oleh sungai dan lautan terkubur, dan berat yang melapisi, baru disimpan

sedimen, compacts sedimen dan mereda materi.

Secara garis besar penurunan tanah bisa disebabkan oleh beberapa hal

antara lain (Whittaker and Reddish, 1989), sebagai berikut:

2. Penurunan muka tanah alami (natural subsidence) yang disebabkan

oleh proses-proses geologi seperti aktifitas vulkanik dan tektonik,

siklus geologi, adanya rongga di bawah permukaan tanah dan

sebagainya.

3. Penurunan muka tanah yang disebabkan oleh pengambilan bahan cair

dari dalam tanah seperti air tanah atau minyak bumi.

4. Penurunan muka tanah yang disebabkan oleh adanya beban-beban

berat diatasnya seperti struktur bangunan sehingga lapisan-lapisan tanah

di bawahnya mengalami kompaksi/konsolidasi. Penurunan muka

tanah ini sering juga disebut dengan settlement.

5. Penurunan muka tanah akibat pengambilan bahan padat dari tanah

(aktifitas penambangan).

5. Dampak Dari Penurunan Tanah

Penurunan tanah menyebabkan banyak masalah termasuk:

1) perubahan elevasi dan kemiringan sungai, kanal, dan saluran air;

2) kerusakan jembatan, jalan, kereta api, badai saluran, selokan sanitasi,

saluran, dan tanggul;

iv

3) kerusakan bangunan swasta dan publik;

4) kegagalan casing baik dari kekuatan yang dihasilkan oleh pemadatan

halus bahan dalam sistem akuifer.

5) Di beberapa daerah pesisir, penurunan telah menghasilkan pasang pindah

ke daerah dataran rendah yang sebelumnya diatas tingkat pasang tinggi.

6. Upaya Mengurangi Penurunan Tanah

Di beberapa daerah di mana memompa air tanah telah menyebabkan

penurunan telah dihentikan dengan beralih dari air tanah ke permukaan

air pasokan. Jika air permukaan tidak tersedia, maka cara lain harus

diambil untuk mengurangi penurunan. Tindakan mungkin termasuk

mengurangi penggunaan air dan menentukan lokasi untuk mengisi ulang

memompa dan buatan yang akan meminimalkan penurunan. Optimasi

model ditambah dengan air tanah model aliran dapat digunakan untuk

mengembangkan strategi tersebut.

Tempat yang t epat dan waktu bencana yang terkait dengan penurunan

biasanya tidak dapat diprediksi dengan tingkat kepastian. Hal ini berlaku

dari kedua penurunan lambat terkait dengan penarikan cairan dan

penurunan tiba-tiba terkait dengan pembentukan sinkhole atau runtuh

tambang. Mitigasi adalah pendekatan terbaik untuk bahaya-bahaya.

Dalam dunia yang ideal, semua daerah rentan terhadap bahaya tersebut

akan dikenal dan tindakan akan diambil untuk baik menghindari

menyebabkan masalah jika itu adalah manusia yang terkait, atau

iv

menghindari inhabitance daerah tersebut jika mereka rentan terhadap

penurunan alami.

Untuk penurunan yang disebabkan oleh runtuhnya tanah untuk

membentuk lubang-lubang pembuangan, beberapa langkah dapat

diambil. Pertama, ahli geologi dapat membuat peta daerah diketahui

underlain oleh batuan seperti batu kapur, gipsum, atau garam, yang

rentan terhadap pembubaran oleh cairan. Berdasarkan pengetahuan

tentang daerah, apakah pembubaran aktif terjadi atau telah terjadi pada

masa lalu, dan mengetahui sesuatu tentang kedalaman di bawah

permukaan di mana fitur ini terjadi, peta bahaya dapat dibangun.

Setelah daerah ini telah di identifikasi, studi rinci menggunakan

lubang bor, atau ground radar penetrasi dapat digunakan untuk

menemukan rongga terbuka di bawah permukaan. Daerah-daerah ini

kemudian dapat dihindari ketika tiba saatnya untuk keputusan tentang

penggunaan lahan.

Di daerah di mana ada kemungkinan runtuh tiba-tiba, salah satu harus

mengetahui setiap retakan yang terbentuk di tanah terutama jika retak

mulai membentuk pola lingkaran atau elips. Retak tanah tersebut dapat

menjadi indikasi bahwa peristiwa keruntuhan adalah dekat.

Di daerah yang terletak di atas operasi pertambangan dikenal atau

operasi bekas tambang, peta dapat dibangun berdasarkan pengetahuan

tentang lokasi sebenarnya dari rongga terbuka di bawah permukaan.

Peta tersebut kemudian dapat digunakan sebagai panduan untuk

iv

perencanaan penggunaan lahan. Saat ini undang-undang berada di

tempat untuk mencegah penambangan yang aktif di bawah daerah

perkotaan, tetapi hukum-hukum ini tidak selalu ada, dan tambang tua

masih bisa menimbulkan masalah.

Di mana penarikan cairan adalah penyebab utama penurunan,

informasi tingkat penarikan cairan harus ditentukan dan

dikombinasikan dengan studi material di bawah permukaan

berdasarkan sampling dengan metode inti bor. Jika penurunan

dicurigai atau diamati, kegiatan manusia dapat dimodifikasi untuk

mencegah penurunan lebih lanjut. Misalnya sumber-sumber baru air

sering dapat ditemukan, atau air limbah dapat dirawat dan dipompa

kembali ke dalam tanah untuk membantu mempertahankan tingkat

permukaan air, menjaga tekanan cairan, atau re-hidrat tanah liat

hydrocompacting dan gambut.

Masalah penarikan cairan rumit contohnya di Amerika Serikat di

mana hukum berada dalam konflik. Hak penarikan sumber daya

bawah tanah seperti air atau minyak biasanya didahulukan dari hak

untuk menuntut atas kerugian yang mungkin timbul dari penurunan.

7. Menanggulangi Penurunan Muka Tanah

Untuk melakukan penanggulangan turunnya muka tanah biasanya

dilakukan beberapa tahap penelitian terhadap struktur tanah seperti daya

dukung tanah, tebal dan komposisi struktur bawah permukaan, kondisi

geologi, dan berbagai hal yang terkait. Cara penangulanggan pun

iv

bermacam macam berdasarkan hasil kajian dari faktor yang

mempengaruhi subsidence tersebut salah satu penanggulangannya adalah

memperkuat daya dukung tanah dengan cara melakukan rekayasa

geoteknik seperti suntik semen, melakukan pembangunan pondasi pada

struktur tanah yang tepat, melakukan pergantian tanah lunak dengan

tanah yang relatif lebih kompak, memanfaatkan penggunaan air tanah

seperlunya tanpa melakukan eksploitasi berlebihan.

E. Pompa

1. Pengertian Pompa

Pompa adalah suatu peralatan mekanik yang digerakkan oleh tenaga

mesin yang digunakan untuk memindahkan cairan (fluida) dari suatu tempat

ke tempat lain, dimana cairan tersebut hanya mengalir apabila terdapat

perbedaan tekanan. Pompa juga dapat diartikan sebagai alat untuk

memindahkan energi dari pemutar atau penggerak ke cairan ke bejana

yang bertekanan yang lebih tinggi. Selain dapat memindahkan cairan

pompa juga berfungsi untuk meningkatkan kecepatan, tekanan dan

ketinggian cairan.

2. Uji Pemompaan

Uji Pemompaan (Pumping Test) disebut juga dengan uji akuifer. Di

mana maksud dari uji akuifer ini adalah untuk mengetahui ketetapan

akuifer seperti koefisien permeabilitas dan koefisien penampungan

iv

(storage coefficient). Jika koefisien permeabilitas itu digunakan sebagai

koefisien transmisibilitas (Koefisien permeabilitas dikali dengan tebal

akuifer), maka perhitungannya akan lebih mudah.

3. Tahap Pelaksanaan Uji Pemompaan

1. Pemompaan Uji Pendahuluan (Trial Pumping Test) Pertama-tama

dilakukan uji pendahuluan yang dilakukan selama 3 jam berturut-turut

dengan debit maksimum, dipasang pompa dengan debit

pemompaan 3 liter/detik. Pada tahap ini dilakukan pengamatan

terhadap penurunan muka asli air tanah pada sumur pengamatan.

2. Pemompaan Uji Penurunan Bertingkat / Uji Surut Muka Air Secara

Bertahap (Step draw-down test). Air dapat dipompa secara berturut-

turut dari sumur artinya kondisi besarnya pemompaan yang tetap

dapat diperoleh pada permukaan air yang tetap. Jadi air yang keluar

dari sumur diperkirakan pertama-tama terjadi pada penurunan

permukaan air dan umumnya air yang keluar itu sama dengan besar

pemompaan selama waktu pemompaan itu kecil, kapasitas spesifik

air yang keluar yakni besar pemompaan per-satuan penurunan

permukaan air relatif besar. Akan tetapi jika pemompaan menjadi

besar, maka besarnya air yang keluar tahap demi tahap menjadi kecil

dan akhirnya kadang-kadang banyaknya pasir dan lumpur dalam

air yang dipompa meningkat yang disebabkan oleh pergerakan

yang terdapat dalam akuifer (Mori dkk., 1999). Pemompaan

dilakukan tiap tahapannya selama 3 jam dengan besarnya debit

iv

pemompaan bertahap. Kemudian dari hasil pengujian tersebut

dapat dinyatakan dengan grafik hubungan antara besarnya

pemompaan air (Q) dengan besarnya penurunan permukaan air (s).

3. Pemompaan Uji Menerus (Constant rate pumping test) Setelah itu

dilakukan pengujian debit secara terus menerus selama + 48 jam,

pengujian ini dilakukan untuk pengamatan penurunan muka air

tanah dan apabila didapatkan penurunan muka air yang drastis

serta mempengaruhi sumur-sumur lain yang ada maka dilakukan

uji pemompaan dengan penurunan debit.

4. Transmisibilitas

Transmisibilitas (juga disebut transmisivitas atau koefisien

trasmisivitas) suatu akuifer di definisikan dengan (k.H), yang

merupakan hasil kali koefisien permeabilitas (k) dan ketebalan akuifer

(H). Tranmisibilitas menggambarkan kemampuan akuifer untuk

membawa air secara kantitatif (Seyhan,E, 1990).

Koefisien simpanan (storage coefficient) diberi batasan sebagai

volume air yang dilepaskan ( atau diambil ) oleh akuifer ke dalam

simpanan per satuan luas permukaan akuifer dan per satuan perubahan

tinggi air (Seyhan,E, 1990).

Rumus Jacob, Jika hubungan antara jangka waktu (t) sejak pemompaan

dimulai dan penurunan permukaan air (s) dalam sumur pengamatan

adalah kira-kira merupakan garis lurus, seperti dalam gambar 2.5

iv

Gambar 2.5. Cara garis lurus Jacob

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (1)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2)

Dimana:

T : Koefisien transmisibilitas

S : Koefisien penampungan

Q : Besarnya pemompaan tetap

∆s ; Selisih s dalam satu siklus logaritma dalam t

To : harga t untuk s – 0

R : Jarak dari sumur pemompaan ke sumur pengamatan

iv

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

A. Metode Penelitian

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimental

berupa uji model laboratorium. Dimana eksperimen yang dilakukan adalah

pengukuran penurunan muka air tanah dengan uji lama pemompaan air tanah

yang dilakukan dengan menggunakan model saluran di laboratorium.

Penelitian ini dilakukan dengan menciptakan pemompaan air tanah pada

kondisi akuifer bebas dengan pemompaan maksimal tanpa adanya pengisian

kembali untuk mengetahui penurunan muka air tanah pada saat pemompaan

dengan waktu dan kedalaman pemompaan yang telah ditentukan.

B. Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan di laboratorium Hidrolika Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Makassar.

C. Waktu Penelitian

Penelitian ini di laksanakan selama 3 bulan.

D. Bahan dan Alat

1. Wadah berbentuk saluran yang terbuat dari acrylic:

a. P : 2,50 m b. L : 0,30 m c. T : 0,40 m

2. Pompa:

3

iv

Kapasitas : - maksimum : 18 ltr/menit

: - Minimum : sesuai sumber.

Pipa pompa : ø ½ inci (1,27 cm)

Penggunaan pompa dengan kapasitas tersebut dimaksudkan agar

mendapatkan debit maksimal saat pemompaan, debit pemompaan

diperoleh dari secara analitis dari perbandingan volume air yang keluar

dari pompa dengan waktu pemompaan.

3. Timer

4. Tabel isian pengamatan

5. Kamera

6. Gelas ukur (mm)

7. Penggaris

8. Meteran

9. dll

E. Prosedur Penelitian

1. Tahapan Pelaksanaan

a. Tahap awal adalah melakukan konsultasi dengan pembimbing dan

mencari, mengumpulkan dan mempelajari studi literature dari para

ahli tentang penurunan muka air tanah.

b. Tahapan pelaksanaan uji pemompaan di laboratorium yaitu dengan

melakukan uji pemompaan air tanah dengan beberapa variabel yaitu:

1) Kedalaman pompa: d1 = 20 cm, d2 = 22 cm, d3 = 24 cm, d4 = 26

iv

cm, d5 = 28 cm, d6 = 30 cm.

2) Waktu : t1 = 2 menit, t2 = 5 menit, t3 = 10 menit, t4 = 15 menit.

3) Titik pengamatan ( jarak pengamatan dari titik pemompaan ) : r1

= 0 cm, r21 = 5 cm, r3 = 10 cm, r4 = 15 cm.

c. Tahapan akhir yaitu membuat laporan dan menarik kesimpulan dari

hasil uji pemompaan air tanah,

2. Langkah-langkah pelaksanaan

a. Melakukan perakitan alat uji

b. Pengambilan sampel tanah

c. Pengujian sampel tanah pada di laboratorium

d. Pelaksanaan percobaan pemompaan air tanah.

Pada pelaksanaan uji pemompaan, dilakukan pengamatan

penurunan muka air tanah dengan interval jarak 5 cm dari titik

pemompaan tanpa adanya rembesan atau imbuhan, seperti terlihat

pada gambar 3.1. Parameter-parameter yang digunakan adalah:

1) Volume sampel tanah:

- Jenuh air : 0,060 m³

- Tak jenuh air : 0,0165 m³

- Total : 0,0765 m³

2) Sampel tanah

Untuk mendapatkan lapisan yang mudah dilalui air (permeable)

maka sampel tanah yang digunakan adalah tanah pasir.

iv

3) Volume air yang di masukkan kedalam alat: 0,090 m³ dengan

diberi pewarna agar penurunan air tanah dapat diamati.

Gambar 3.1 Ilustrasi pemompaan air tanah

titik pemompaan

titik pengamatan

10

20

5

sampel tanah

m.a normal

m.t normal

Arah pengamatan

titik pemompaan

titik pengamatan

titik pemompaan

titik pengamatan

Lapisan Impermeable

a

b

c

130

40

70

iv

Gambar 3.1 menjelaskan bahwa pada gambar (a) adalah

rencana posisi pompa. Gambar (b), untuk mempermudah

pengamatan maka titik pemompaan dipindahkan ke sisi alat

agar penurunan muka air tanah dan permukaan tanah dapat

terlihat, namun radius pemompaan menjadi setengah lingkaran,

akan tetapi karena sampel yang digunakan seragam, maka

dapat dianggap radiusnya satu lingkaran penuh. Pada gambar

(c) menunjukkan posisi sampel dalam alat dan letak titik- titik

pengamatan.

e. Melakukan pengamatan terhadap penurunan muka air tanah dan .

f. Melakukan pencatatan penurunan muka air tanah dan pada tabel uji

pengamatan, dengan metode pengambilan data dengan running

menggunakan model saluran dan pemompaan air tanah seperti pada

tabel berikut (6)

g. Melakukan analisa hasil uji pengamatan

h. Membuat laporan mulai dari latar belakang masalah, tujuan, dasar

teori, pelaksanaan uji pemompaan dan analisa hasil uji pemompaan,

serta menarik kesimpulan mengenai tugas akhir tersebut.

Secara garis besar, metode yang dilakukan pada tugas akhir ini digambarkan

dalam diagram alir seperti pada gambar 3.2

Mulai

iv

Gambar 3.2. Diagram Alir Prosedur Penelitian

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Persiapan

penelitian

Desain model

saluran

Penentuan lokasi :

pengambilan sampel

tanah Pembuatan model

saluran Uji karakteristik

tanah

Running saluran dan

pemompaan air tanah

Pengamatan dan pengambilan

data : - lama pemompaan air

tanah – penurunan muka

air tanah

Data

Valid

Tida

kesimpulan

Ya

Selesai

Pembahasan hasil uji

pemompaan air tanah

iv

A. Hasil Volume Pemompaan

Untuk memperoleh data pengaruh pemompaan air tanah terhadap penurunan

muka air tanah, maka dilakukan simulasi pemompaan air tanah di laboratorium.

Pelaksanaan uji pemompaan air tanah dilakukan dengan berbagai variasi

kedalaman dan waktu pemompaan.

Sampel tanah yang digunakan adalah tanah pasir sehingga sebelum

pemompaan maka diadakan pemadatan dari sampel tersebut, Ketebalan dari

sampel uji adalah 30 cm, sehingga didapatkan radius pemompaan adalah 15 cm,

Setelah melakukan uji pemompaan air tanah, didapatkan data volume

pemompaan seperti dapat dilihat dalam tabel 4.1.

Tabel 4.1 Data volume pemompaan

Sumber: Hasil pengamatan

Tabel 4.1, menunjukkan hasil pengamatan pada uji pemompaan air tanah,

yaitu data volume pemompaan di mana semakin lama waktu pemompaan semakin

banyak volume air yang di pompa, dan semakin dalam pemompaan semakin

banyak pula volume air yang di pompa. Hasil pengamatan volume pemompaan air

0 2 5 10 15

20 0.00 1597.00 2237.00 3410.00 3110.00

22 0.00 2129.00 2769.00 3997.00 3549.00

24 0.00 2542.00 3479.00 4768.00 4232.00

26 0.00 3246.00 4276.00 5807.00 5087.00

28 0.00 3352.00 4349.00 6113.00 5549.00

30 0.00 2742.00 3797.00 5557.00 4964.00

Kedalaman

Pompa

( cm )

Waktu ( Menit )

Volume ( ml )

43

iv

tanah pada tiap kedalaman dan waktu ditunjukkan pada gambar 4.1

Gambar 4.1 Grafik perbandingan volume kedalaman dan waktu

Dari tabel 4.1 hasil uji pemompaan air tanah, Terlihat bahwa semakin lama

pemompaan volume pemompaan semakin meningkat volume pemompaan

terbesar berada pada awal pemompaan ( t1 ), hal ini terjadi karena kandungan air

dalam tanah masih besar, namun pada waktu-waktu selanjutnya volume

pemompaan relatif konstan karena debit air dalam tanah tergantung pada debit

rembesan dalam tanah tersebut. Akan tetapi pada t2, volume pemompaan

cenderung menurun karena muka air tanah telah mengalami penurunan sehingga

volume pemompaan berkurang.

Dari tabel 4.1 dapat pula dihitung debit pemompaan dari setiap variasi

kedalaman dan variasi waktu dari uji pemompaan air tanah, perhitungan debit

pemompaan dengan menggunakan persamaan:

Q = Volume / waktu

Hasil perhitungan tersebut dapat dilihat seperti pada tabel 4.2

Tabel 4.2 Data debit Pemompaan

0.00

1000.00

2000.00

3000.00

4000.00

5000.00

6000.00

7000.00

20 22 24 26 28 30

Vo

lum

e P

em

om

paa

n (

ml )

Kedalaman Pompa ( cm )

0 menit 2 menit 5 menit 10 menit 15 menit

iv


Berdasrkan data dari tabel 4.2, maka dapat digambarkan laju volume

pemompaan air tanah dalam bentuk grafik seperti pada gambar 4.2

Gambar 4.2 Grafik perbandingan debit kedalaman dan waktu

Dari gambar 4.2 Pada kedalam 20 cm sampai 28 cm debit pemompaan

semakin meningkat, namun pada kedalaman 30 cm debit pemompaan kembali

menurun, ini dikarenakan ujung pipa pada pompa menyentuh dasar alat sehingga

ruang untuk pengaliran air masuk kedalam pipa pompa menjadi sempit sehingga

mengurangi debit pemompaan.

B. Hasil Pengamatan Muka Air Tanah

0 2 5 10 15

20 0.00 13.31 12.43 11.37 10.37

22 0.00 17.74 15.38 13.32 11.83

24 0.00 21.18 19.33 15.89 14.11

26 0.00 27.05 23.76 19.36 16.96

28 0.00 27.93 24.16 20.38 18.50

30 0.00 22.85 21.09 18.52 16.55

Waktu ( Menit )

Q ( ml/detik )

Kedalaman

Pompa

( cm )

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

20 22 24 26 28 30

Q (

ml/

de

tik

)



iv

Tabel 4.3 Perubahan muka air tanah pada kedalaman pompa: 20 cm


Pada tabel 4.3 pada kedalaman pompaan 20 cm , penurunan muka air

tanah terbesar selama pemompaan berada pada titik pemompaan, ini dikarenakan

semua aliran air tanah menuju ke ujung pipa pemompaan sehingga penurunan

muka air tanahnya menjadi besar. Waktu penurunan muka air terbesar berada

pada awal pemompaan yaitu pada menit ke-2, ini terjadi karena kapasitas pompa

lebih besar dari pada debit rembesan air pada sampel, sehingga pada waktu

selanjutnya debit pemompaan sama dengan debit rembesan pada sampel.

Untuk lebih jelasnya penurunan muka air tanah pada masing- masing

kedalaman dan pada tiap-tiap titik pengamatan ditunjukkan pada gambar 4.3

Gambar 4.3 Grafik perubahan muka air tanah pada kedalaman pompa: 20 cm


-15 -10 -5 0 5 10 15

0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0

2 19,7 18,9 16,3 10,0 16,3 18,9 19,7

5 19,3 18,5 16,0 10,0 16,0 18,5 19,3

10 18,6 17,9 15,4 10,0 15,4 17,9 18,6

15 18,0 17,3 15,0 10,0 15,0 17,3 18,0

20

Kedalaman

Pompa

( cm )

Waktu

( Menit )

Tinggi Muka Air Tanah Pada Pengamatan Sumbu Horizontal ( cm )

0.02.04.06.08.0

10.012.014.016.018.020.022.0

-15 -10 -5 0 5 10 15

Pen

uru

na

n (

cm

)

Jarak dari pompa ( cm )


iv








selanjutnya debit pemompaan sama dengan debit rembesan pada sampel




-15 -10 -5 0 5 10 15

0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0

2 19,7 18,9 16,0 8,0 16,0 18,9 19,7

5 19,2 18,4 15,6 8,0 15,6 18,4 19,2

10 18,5 17,7 15,0 8,0 15,0 17,7 18,5

15 18,1 17,3 14,6 8,0 14,6 17,3 18,1

Kedalaman

Pompa

( cm )

Waktu

( Menit )


22

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

20.0

22.0

-15 -10 -5 0 5 10 15Pen

uru

na

n (

cm

)



iv













-15 -10 -5 0 5 10 15

0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0

2 19,8 18,2 15,2 6,0 16,0 19,0 19,8

5 19,4 17,6 14,7 6,0 15,6 18,6 19,4

10 18,7 16,6 13,8 6,0 15,0 17,9 18,7

15 18,6 16,0 13,2 6,0 14,9 17,8 18,6

Kedalaman

Pompa

( cm )

Waktu

( Menit )


24

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

20.0

22.0

-15 -10 -5 0 5 10 15

Pen

uru

na

n

( cm

)



iv













-15 -10 -5 0 5 10 15

0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0

2 19,8 19,0 16,0 6,0 16,0 19,0 19,8

5 19,4 18,6 15,6 6,0 15,6 18,6 19,4

10 18,7 17,9 15,0 6,0 15,0 17,9 18,7

15 18,6 17,8 14,9 6,0 14,9 17,8 18,6

26

Kedalaman

Pompa

( cm )

Waktu

( Menit )


0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

20.0

22.0

-15 -10 -5 0 5 10 15Pen

uru

na

n

( cm

)



iv












-15 -10 -5 0 5 10 15

0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0

2 19,7 18,9 16,0 2,0 16,0 18,9 19,7

5 19,3 18,5 15,5 2,0 15,5 18,5 19,3

10 18,7 17,9 14,9 2,0 14,9 17,9 18,7

15 18,0 17,1 14,2 2,0 14,2 17,1 18,0

28

Kedalaman

Pompa

( cm )

Waktu

( Menit )


0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

20.0

22.0

-15 -10 -5 0 5 10 15Pen

uru

na

n

( cm

)



iv













-15 -10 -5 0 5 10 15

0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0

2 19,7 18,9 16,1 0,0 16,1 18,9 19,7

5 19,2 18,4 15,5 0,0 15,5 18,4 19,2

10 18,5 17,7 14,8 0,0 14,8 17,7 18,5

15 17,8 17,0 14,1 0,0 14,1 17,0 17,8

Tinggi Muka Air Tanah Pada Pengamatan Sumbu Horizontal ( cm )Kedalaman

Pompa

( cm )

Waktu

( Menit )

30

iv


C. Pembahasan

Untuk memperoleh kesimpulan maka penurunan muka air tanah pada

setiap waktu pengamatan dan jarak pengamatan maka diambil penurunan rata-rata

pada setiap waktu pengamatan dan jarak (r) titik pengamatan. Besar penurunan

muka air tanah pada tiap waktu pengamatan, kemudian di urai menjadi besar

penurunan persatuan waktu seperti pada tabel 4.9

Tabel 4.9 Perubahan muka rata-rata persatuan waktu.

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

20.0

22.0

-15 -10 -5 0 5 10 15

Pen

uru

na

n

( cm

)



iv

Sumber: Hasil perhitungan

Kemudian data dari tabel 4.9 kemudian ditunjukkan pada gambar 4.9

5 10 15

0 20,00 20,00 20,00

1 19,87 19,38 17,97

2 19,74 18,77 15,93

3 19,59 18,62 15,78

4 19,44 18,46 15,63

5 19,29 18,31 15,49

6 19,16 18,16 15,35

7 19,02 18,02 15,21

8 18,89 17,87 15,08

9 18,75 17,73 14,94

10 18,61 17,59 14,81

11 18,53 17,48 14,71

12 18,44 17,38 14,61

13 18,36 17,28 14,52

14 18,27 17,18 14,42

15 18,19 17,08 14,33

Jarak Dari SumbuPengamatan ( cm )Waktu

( menit )∆h ( cm )

iv

Gambar 4.9 Grafik perbandingan penurunan muka air tanah terhadap waktu

Dari gambar 4.9 terlihat bahwa penurunan muka air tanah pada saat

pemompaan yang terbesar terjadi pada jarak (r) 5 cm, kemudian 10 cm dan 15

cm, hal ini terjadi karena : r = 5 cm adalah titik terdekat dari pompa, sehingga dari

hasil pengamatan ditarik kesimpulan bahwa penurunan muka air tanah semakin

mendekati pompa maka penurunannya semakin besar.

Untuk mengetahui pengaruh kedalam pemompaan terhadap penurunan

muka air tanah maka diambil besar penurunan di masing-masing kedalaman pada

titik-titik pengamatan selisih muka air sebelum pemompaan dengan setelah

pemompaan seperti terlihat pada tabel 4.10

Tabel 4.10 Perubahan muka air pada tiap kedalaman pompa.

13.00

14.00

15.00

16.00

17.00

18.00

19.00

20.00

21.00

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

∆h

( c

m )

waktu ( menit )

r = 15 cm r = 10 cm r = 5 cm

iv

Kedalaman

Pompa (

cm )

Jarak ( cm )

5 10 15

20 5.0 2.7 2.0

22 5.4 2.7 1.9

24 5.1 2.2 1.4

26 5.1 2.2 1.4

28 5.8 2.9 2.0

30 6.0 3.0 2.2

Sumber: Hasil perhitungan

Untuk lebih jelasnya maka hasil penurunan tersebut ditunjukkan pada gambar

4.10

Gambar 4.10 Grafik perbandingan penurunan muka air tanah terhadap kedalaman

pemompaan

Dari gambar 4.10 terlihat bahwa penurunan terbesar berada pada jarak = 5 cm,

karena merupakan jarak terdekat dari pompa, dari gambar 4.10 juga terlihat

bahwa semakin dalam pemompaan semakin besar pula penurunan muka air

tanahya. Hal ini terjadi karena semakin dalam pemompaan maka semakin besar

pula debit air yang di pompa.

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

20 22 24 26 28 30

Bes

ara

n P

enu

run

an (

cm)


5 cm 10 cm 15 cm

iv

1. Perhitungan Transmisibilitas dan Koefisien Tampunagn

Untuk d = 20, dan r = 5 cm

Untuk tiap-tiap kedalaman dapat kita lihat pada tabel 4.11

Tabel 4.11 Perhitungan transmisibiltas dan Koefisien Tampunagn sampel.

∆s =

to =

=

=

= x

*

=

S =

= x x

T

2,3

27,3

=15,1

1,20

0,40

0,40

25=

1,81097

2,3Q

4∏.∆s

11,87

12,6 1,2

0,06519

cm/menit

r2

2,25

2,25.T.to

1,81097

d Q r r2

∆s to T S

5 25 0,21 0,4 0,456364 0,016429

10 100 0,82 0,2 1,781994 0,008019

15 225 0,49 0,32 1,06485 0,003408

5 25 1,47 0,41 3,19455 0,117879

10 100 0,74 0,21 1,608141 0,007598

15 225 0,34 0,38 0,738876 0,002808

5 25 1,3 0,4 2,825112 0,101704

10 100 0,7 0,08 1,521214 0,002738

15 225 0,44 0,66 0,956192 0,006311

5 25 1,28 0,4 2,781649 0,100139

10 100 0,54 0,16 1,173508 0,004225

15 225 0,29 0,16 0,630217 0,001008

5 25 1,4 0,48 3,042429 0,131433

10 100 0,72 0,24 1,564678 0,008449

15 225 0,52 0,18 1,130045 0,002034

5 25 1,4 0,48 3,042429 0,131433

10 100 0,72 0,16 1,564678 0,005633

15 225 0,44 0,24 0,956192 0,002295

20

22

11,87

14,57

24

26

28

30

17,63

21,78

22,74

19,75

iv

BAB. V

PENUTUP

A. KESIMPULAN

Dari hasil penelitian laboratorium studi lama pemompaan air tanah terhadap

penurunan muka tanah dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :

5. Lamanya pemompaan air tanah berpengaruh terhadap penurunan muka air

tanah, waktu pemompaan 2 menit mengalami penurunan muka air tanah

sebesar 3,6 cm, 5 menit sebesar 0,4 cm, 10 menit sebesar 0,6 cm dan 15 menit

sebesar 0,4 cm

6. Kedalaman pemompaan air tanah berpengaruh terhadap penurunan muka

tanah, Kedalaman pemompaan d = 20 cm mengalami penurunan muka air

tanah sebesar 3,23 cm, d = 22 cm sebesar 3,31 cm, d = 24 cm sebesar 2,92

cm, d = 26 cm sebesar 2,92 cm, d = 28 cm sebesar 3,55 cm, dan d = 30 cm

sebesar 3,7 cm.

B. SARAN

1. Pengambilan air tanah melalui pemompaan sebaiknya dibatasi sebab akan

menyebabkan terjadinya pengurangan cadangan air tanah dalam akuifer serta

penurunan muka tanah.

2. Untuk mencegah penurunan tanah akibat pemompaan sumur sebaiknya

diketahui kondisi struktur tanah dilokasi sumur tersebut, sehingga dapat

diketahui jumlah maksimal debit air yang dapat dipompa dan sebaran

sumur pompa pada suatu daerah.

56

iv

DAFTAR PUSTAKA

Abduh, Mohammed, 2012. Studi Kapasitas Debit Air Tanah Pada Akuifer

Tertekan Di Kota Malang.Jurnal Teknik Pengairan Vol. 3,

Universitas Brawijaya.

De Wiiest, 1965. Hidrogeologia (Amerika Latin), study of groundwater with

particular emphasis given to its chemistry, mode of migration, and

relation to the geological environment

Dam, J.C. van. 1960. Geohydrology Lecture Notes. Delft, Technological

University. Dan P. Santema. 1966. Groundwater: the Use and

Interpretation of Hydrologic Data. Water Resources Series 34:

United Nations. pp. ll9-128.

Hanry, Trisianus. 2008. Pengendalian Pemanfaatan Air Bawah Tanah Di Kota

Kupang, Universitas Diponegoro.

Hadiwidjojo, P. 1987. Kamus Hidrologi. Departemen Pendidikan dan

Kebudayaan. Jakarta.

Herlambang, A. 1996. Kualitas Air tanah Dangkal di Kabupaten Bekasi. Program

Pascasarjana, IPB. Bogor.

Ilham, Ahmad, 2009. Permodelan Gerakan Penurunan Tanah (Land Subsidence)

Area Lumpur Lapindo Sidoarjo Menggunakan Data Mikrogravity,

Universitas Indonesia.

Kodoaatie, Robert J, 2010. Tata Ruang Air. Penerbit Andi, Yogyakarta.

Kruseman dan de Rieder. N.A, 1991 Analysis and Evaluation of Pumping Test

Data. ILRI 47, Wageningen.

Mori, Kiyotoka, 1999. Hidrologi untuk Pengairan. PT. Pradnya Paramita, Jakarta.

Penerjemah : L. Taulu, Editor : Ir. Suyono Sosrodarsono dan

Kensaku Takeda.

Maulana, Iwan, 2012. Analisis 4D Mikrogravity Dan Gradien Vertikal 4D

Mikrogravity (Studi Kasus Amblesan Semarang). Tesis Magister.

Universitas Indonesia.

Prawati, Eri, 2011. Studi dan Permodelan Air Tanah Akibat Pengaruh

Pemompaan (Studi Kasus Kelurahan Imopuro,Metro Pusat.Jurnal

Vol. 1, Lampung.

Riyadi, A dkk, 2005. Identifikasi Potensi Air Tanah Di Kecamatan Mangkubumi

Tasikmalaya Dengan Metode Uji Pompa. Pusat Pengkajian Dan

iv

Penerapan Teknologi Lingkungan Badan Pengkajiaan Dan

Penerapan Teknologi.

Soemarto, C.D., 1987. Hidrologi Teknik. Usaha Nasional, Surabaya.

Sosrodarsono, S.,Takeda, K, 2003. Hidrologi Untuk Pengairan, PT.Pradnya

Paramita, Jakarta, Cetakan Kesembilan.

Sosrodarsono S, Kazuto N, 2000. Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi, PT.

Pradnya Paramita, Jakarta, Cetakan Ketujuh.

Seyhan,E 1990, Dasar dasar Hidrologi, Gadjah Mada University Press,

Yogyakarta, 1990

Samsuhadi, 2009. Pemanfaatan Air Tanah Jakarta. Jurnal Vol. 5. Pusat

Teknologi Lingkungan.

Suripin, 2003. Sistem Drainase Perkotaan Yang Berkelanjutan, Penerbit Andi,

Yogyakarta.

Sriyono, Edy, 2007. Debit Aliran Air Tanah Melalui Pipa Berpori, Jurnal Ilmiah

Semesta Teknika, Vol. 10 (1). pp.21-30.

Todd, D.K., 1980, Groundwater Hydrology, John Wiley and Sons, New York.

Terzaghi dan Peck (1987) Mekanika Tanah dalam Praktek Rekayasa, Penerbit

Erlangga Edisi kedua Jilid-1

Wilson,E.M., 1990. Hidrologi Teknik.Terjemahan MM Purbohadiwidjoyo, ITB

Bandung 1993, Edisi Keempat.

Whittaker, B. N. dan Reddish, 1989, Subsidence Occurence, Prediction and

Control, Elsevier Science Publishing Company INC, Netherlands.

Wuryantoro, 2007. Aplikasi Metode Geolistrik Tahanan Jenis untuk Menentukan

Letak dan Kedalaman Aquifer Air Tanah. Skripsi pada Program

Studi Fisika. UNNES: Semarang.

LAMPIRAN

Lampiran 1 Grafik cara garis lurus Yacob untuk d = 20, r = 5

iv



iv


DOKUMENTASI

iv

DOKUMENTASI

iv

DOKUMENTAS

STUDI PENGARUH LAMA PEMOMPAAN AIR TANAH TERHADAP …

Documents

Transcript of STUDI PENGARUH LAMA PEMOMPAAN AIR TANAH TERHADAP …